本發(fā)明涉及光照明及控制領(lǐng)域,尤其涉及一種用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路及照明和/或信號(hào)指示裝置。
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(LED)作為一種功耗低、亮度高的發(fā)光器件,越來(lái)越多地應(yīng)用于諸如各種照明、裝飾、信號(hào)指示的裝置中。而由于發(fā)光二極管的發(fā)熱量很大,對(duì)其電流的控制也非常重要。為了使發(fā)光二極管能夠穩(wěn)定地工作,通常采用比較復(fù)雜的反饋控制環(huán)電路來(lái)實(shí)現(xiàn),而這種控制電路的成本比較高且對(duì)于電流的控制功能單一。為此需要一種低成本的、多功能的、可靠的LED控制電路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路,其能夠根據(jù)變化來(lái)對(duì)LED的電流進(jìn)行調(diào)整,以使其能夠穩(wěn)定地發(fā)光且能夠?qū)ED進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。本發(fā)明還提供了具有該溫度自適應(yīng)控制電路的照明和/或信號(hào)指示裝置。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路,包括:
發(fā)光二極管負(fù)載電路單元,在所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元中連接有一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管;以及
溫度自適應(yīng)電路單元,所述溫度自適應(yīng)電路單元包括串聯(lián)在一起的正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,
其中所述溫度自適應(yīng)電路單元配置成使在發(fā)光二極管負(fù)載電路單元中流過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管的電流與正溫度系數(shù)熱敏 電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和成函數(shù)關(guān)系。
在一實(shí)施例中,所述溫度自適應(yīng)電路單元配置成使在發(fā)光二極管負(fù)載電路單元中流過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和成減函數(shù)關(guān)系。
在一實(shí)施例中,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元串聯(lián)或并聯(lián)連接。
在一實(shí)施例中,所述溫度自適應(yīng)電路單元具有溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn),所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)的電位隨正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和的變化而變化,所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元的兩端中的任一端與所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)電連接。
在一實(shí)施例中,所述溫度自適應(yīng)電路單元具有溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn),所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)的電位隨正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和的變化而變化,所述溫度自適應(yīng)控制電路還包括:
中間電路單元,所述中間電路單元具有輸入端和輸出端,所述輸入端與所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)電連接,所述輸出端與所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元的兩端中的任一端電連接。
在一實(shí)施例中,所述中間電路單元配置成使得所述輸出端的電位或電流與所述輸入端的電位成增函數(shù)關(guān)系。
在一實(shí)施例中,所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元的兩端分別具有第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn),且第一節(jié)點(diǎn)具有比第二節(jié)點(diǎn)更高的電位,所述中間電路單元的輸出端與所述第一節(jié)點(diǎn)電連接。
在一實(shí)施例中,所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元的兩端分別具有第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn),且第一節(jié)點(diǎn)具有比第二節(jié)點(diǎn)更高的電位,所述中間電路單元的輸出端與所述第二節(jié)點(diǎn)電連接。
在一實(shí)施例中,所述中間電路單元包括運(yùn)算放大器或其他控制芯片、集成電路。
在一實(shí)施例中,所述溫度自適應(yīng)電路單元還包括:
第一電阻,所述第一電阻與所述正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度 系數(shù)熱敏電阻串聯(lián);和
第二電阻,所述第二電阻與串聯(lián)在一起的第一電阻、正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻并聯(lián)以形成并聯(lián)電路單元。
在一實(shí)施例中,所述溫度自適應(yīng)電路單元還包括第三電阻和電容,所述第三電阻和電容并聯(lián)之后再與所述并聯(lián)電路單元串聯(lián)。
在一實(shí)施例中,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻的居里溫度位于發(fā)光二極管的預(yù)定工作溫度和預(yù)定過(guò)熱溫度之間。
在一實(shí)施例中,溫度自適應(yīng)電路單元配置成使得所述正溫度系數(shù)熱敏電阻和所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和在溫度自適應(yīng)電路單元的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之前隨溫度升高而減小,而在溫度自適應(yīng)電路單元的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之后隨溫度升高而增大。
在一實(shí)施例中,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻和所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和在溫度自適應(yīng)電路單元的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之前隨溫度升高而減小的變化的斜率小于在溫度自適應(yīng)電路單元的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之后隨溫度升高而增大的變化的斜率。
本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種照明和/或信號(hào)指示裝置,包括:
如前述任一實(shí)施例所述的用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路。
如本發(fā)明的上述至少一個(gè)實(shí)施例中所述的溫度自適應(yīng)控制電路及包括該溫度自適應(yīng)控制電路的照明和/或信號(hào)指示裝置,既能夠在LED的期望的工作溫度下對(duì)于光強(qiáng)隨溫度的變化進(jìn)行補(bǔ)償,又能夠?qū)ED進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)以防止其損壞。
附圖說(shuō)明
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路的示意圖;
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路的示意圖;
圖3示出了示例性的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻隨溫度變化的 曲線;
圖4示出了示例性的正溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻隨溫度變化的曲線;
圖5示出在根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路的控制下流經(jīng)LED的電流隨溫度變化的示例性曲線圖;以及
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例,并結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。在說(shuō)明書中,相同或相似的附圖標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。下述參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明旨在對(duì)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進(jìn)行解釋,而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
根據(jù)本發(fā)明的總體構(gòu)思,提供一種用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路,包括:發(fā)光二極管負(fù)載電路單元,在所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元中連接有一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管;以及溫度自適應(yīng)電路單元,所述溫度自適應(yīng)電路單元包括串聯(lián)在一起的正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,其中所述溫度自適應(yīng)電路單元配置成使在發(fā)光二極管負(fù)載電路單元中流過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的電阻值之和成函數(shù)關(guān)系。
另外,在下面的詳細(xì)描述中,為便于解釋,闡述了許多具體的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本披露實(shí)施例的全面理解。然而明顯地,一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以被實(shí)施。
圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路100。該溫度自適應(yīng)控制電路100包括:發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10,在所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10中連接(例如串聯(lián)連接或并聯(lián)連接)有一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管11;以及溫度自適應(yīng)電路單元20,所述溫度自適應(yīng)電路單元20包括串聯(lián)在 一起的正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻22。所述溫度自適應(yīng)電路單元20配置成使在發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10中流過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管11的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和成減函數(shù)關(guān)系。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,上述“減函數(shù)關(guān)系”的意思是,當(dāng)正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和變大時(shí)(例如由于溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度變化所導(dǎo)致),在發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10中流過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管11的電流將變小;反之,當(dāng)正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和變小時(shí),在發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10中流過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管11的電流將變大。
例如,在圖1的示例中,正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22與所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10串聯(lián)連接,于是,當(dāng)正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和變大時(shí),流經(jīng)正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電流將變小,因而,流過(guò)發(fā)光二極管11的電流也將變??;反之亦然。在圖1和圖2中,V_LED是指施加至發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10高壓側(cè)的電壓,其根據(jù)發(fā)光二極管的工作電壓來(lái)確定。
流過(guò)發(fā)光二極管11的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和滿足減函數(shù)關(guān)系,可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)溫度對(duì)該電流的自適應(yīng)控制。
在圖1的示例中,正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22與所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10串聯(lián)連接,但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此,例如,正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22也可以與所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10并聯(lián)連接。
正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22是本領(lǐng)域中已知的兩種熱敏電阻。正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22例如均可以由半導(dǎo)體陶瓷、復(fù)合氧化物陶瓷、高分子材料或其它本領(lǐng)域已知的任何具有電阻隨溫度變化的特性的材料制作。
圖3和圖4分別示出了典型的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值RNTC和正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值RPTC隨溫度T變化的曲線。為了顯示方便起見(jiàn),圖3和圖4中的電阻值RNTC和電阻值RPTC均為歸一化值。從圖3上可以看出,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值隨溫度的升高而逐漸下降。圖3中示出了不同的材料常數(shù)(3450、3900、4100)的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值變化。圖4中示出了不同材料(由BD、BC、BB、AR來(lái)表示)的正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值變化。從圖4上可以看出,正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值在溫度較低的范圍內(nèi)隨溫度的升高而變化不大,當(dāng)溫度超過(guò)某個(gè)溫度時(shí),電阻值隨著溫度的升高急劇攀升,該溫度稱為居里溫度。
從圖3和圖4中可以看出,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22和正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值隨溫度變化的趨勢(shì)總體上是相反的。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值隨溫度的變化比較平穩(wěn),而正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值則是在低溫區(qū)域變化很小而在高溫區(qū)變化很大。基于這樣的特性,負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22和正溫度系數(shù)熱敏電阻21的組合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的電流良好控制。
首先,當(dāng)溫度較低時(shí)(例如溫度低于正溫度系數(shù)熱敏電阻21的居里溫度),由于正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值受溫度的影響較小,因此正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和的變化由負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22主導(dǎo),即,正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和隨著溫度的上升逐漸減小,相應(yīng)地,導(dǎo)致流過(guò)發(fā)光二極管11的電流隨著溫度的上升逐漸減大。由于發(fā)光二極管11本身的特性,當(dāng)溫度升高時(shí),如果保持驅(qū)動(dòng)電流不變,則發(fā)光強(qiáng)度會(huì)下降。而正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的這種特性正好可以用于對(duì)發(fā)光二極管11的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)償。具體地,當(dāng)發(fā)光二極管11的發(fā)光強(qiáng)度隨著溫度升高而有所下降時(shí),由于流過(guò)發(fā)光二極管11的電流如上所述會(huì)隨著溫度而上升,發(fā)光二極管11的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)由于電流的上升而有所增加,這樣就可以對(duì)于發(fā)光二極管11的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)償。作為示例,在正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的上述補(bǔ)償作 用下,發(fā)光二極管11的發(fā)光強(qiáng)度可以在溫度升高(在正常工作的情況下)時(shí)基本上保持恒定的發(fā)光強(qiáng)度,例如將發(fā)光強(qiáng)度的變化幅度穩(wěn)定在15%或10%以內(nèi)。但本發(fā)明不限于此,只要正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22能夠?qū)Πl(fā)光二極管11的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)償即可。
再者,當(dāng)溫度較高時(shí)(例如溫度超過(guò)正溫度系數(shù)熱敏電阻21的居里溫度),由于正溫度系數(shù)熱敏電阻21的電阻值隨溫度而急劇升高,因此正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和的變化逐漸變成由正溫度系數(shù)熱敏電阻21主導(dǎo),即,正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和隨著溫度的上升顯著增加,相應(yīng)地,導(dǎo)致流過(guò)發(fā)光二極管11的電流隨著溫度的上升而明顯下降。而正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的這種特性可以用于對(duì)發(fā)光二極管11進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,發(fā)光二極管11不能在過(guò)高的溫度下工作,否則可能導(dǎo)致被燒毀。因此,可以設(shè)定預(yù)定過(guò)熱溫度而使發(fā)光二極管11的工作溫度不超過(guò)該溫度以保護(hù)其不被燒毀。通過(guò)使流過(guò)發(fā)光二極管11的電流在該低于該溫度處或該溫度附近開始明顯下降,甚至使發(fā)光二極管11停止工作,可以防止發(fā)光二極管11因過(guò)熱而被燒毀。
由上述可知,根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溫度自適應(yīng)控制電路100能夠充分利用正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的特性來(lái)補(bǔ)償發(fā)光二極管11因溫度升高導(dǎo)致的亮度下降以及避免發(fā)光二極管11因過(guò)熱而燒毀。正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需要而選擇。而且,該溫度自適應(yīng)控制電路100對(duì)于流過(guò)發(fā)光二極管11的電流的調(diào)整是根據(jù)溫度變化自動(dòng)進(jìn)行的,即自適應(yīng)的。當(dāng)然,如果有必要,操作人員也可以根據(jù)需要對(duì)其工作參數(shù)或狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
圖5給出了在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溫度自適應(yīng)控制電路100的控制下流過(guò)發(fā)光二極管11的電流I隨著溫度T變化的示例性曲線圖。圖5中左側(cè)方框(20攝氏度至50攝氏度范圍)示出了示例性的LED期望的正常工作溫度范圍Rn,在該范圍中,該電流隨著溫度的 升高而逐漸升高。圖5中右側(cè)方框示出了一個(gè)高溫區(qū)域Rh(60攝氏度至110攝氏度),在該高溫區(qū)域中,該電流很快到達(dá)峰值并快速下降。在圖5中示出了三條曲線I_LED_max、I_LED_typ和I_LED_min,分別與不同參數(shù)的溫度自適應(yīng)控制電路100相對(duì)應(yīng)。從圖5中可以看出,該電流隨溫度的變化在上升段(隨溫度上升而增大)的斜率(或稱為變化率)小于在下降段(隨溫度上升而減小)的斜率,這既有利于LED在正常工作范圍中保持發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定,又有助于LED在溫度較高時(shí)快速降低電流以避免損壞LED。為方便起見(jiàn),圖5中的縱坐標(biāo)的電流值以百分比形式顯示,100%的電流值對(duì)應(yīng)于I_LED_typ在25攝氏度處的取值。在圖5的Rn區(qū)中的兩條豎線表示的是在LED點(diǎn)亮1分鐘和30分鐘時(shí)所對(duì)應(yīng)的LED電流值。在LED點(diǎn)亮1分鐘至30分鐘的過(guò)程中,由于LED的發(fā)熱,LED的溫度會(huì)逐漸升高,而根據(jù)溫度自適應(yīng)控制電路100的上述效應(yīng),流過(guò)LED的電流也隨之增大,電流的增大也會(huì)導(dǎo)致溫度的一定程度的上升。從這兩個(gè)電流值的變化也可以看出在Rn區(qū)中電流隨著溫度的升高而增大。圖5是示例性的,本發(fā)明并不受限于此。
在一示例中,所述溫度自適應(yīng)電路單元20具有溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23,所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23的電位隨正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和的變化而變化,所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的兩端中的任一端與所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23電連接。在圖1的示例中,溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23即為發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10與溫度自適應(yīng)電路單元20的連接節(jié)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是,發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10與溫度自適應(yīng)電路單元20的相互位置是可以互換的。
在一示例中,所述溫度自適應(yīng)控制電路100’還可以包括中間電路單元30,所述中間電路單元30具有輸入端31和輸出端32,所述輸入端31與所述溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23電連接,所述輸出端32與所述發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的兩端中的任一端電連接。在圖2示出的示例中,輸出端32與發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的低壓端電連接,但本發(fā)明不限于此,在其它的示例中,中間電路單元30的 輸出端32也可以與發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的高壓端電連接。采用中間電路單元30來(lái)連接溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23和發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10,例如可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)的靈活性。
作為示例,中間電路單元30可以配置成使得所述輸出端32的輸出電流(或電位)與所述輸入端31的電位成增函數(shù)關(guān)系。所謂增函數(shù)關(guān)系是指,當(dāng)輸入端31的電位上升時(shí),輸出端32的輸出電流(或電位)也隨之上升,反之,當(dāng)輸入端31的電位下降時(shí),輸出端32的輸出電流(或電位)也隨之下降。這保證了溫度自適應(yīng)電路單元20能夠通過(guò)對(duì)溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23的電位的控制來(lái)控制發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的電位或電流,從而控制流過(guò)發(fā)光二極管11的電流。
在一示例中,中間電路單元30可以包括運(yùn)算放大器或其他控制芯片、集成電路等,如其它已知的集成電路器件。這可以用于提高電路的抗干擾特性。除去運(yùn)算放大器之外,中間電路單元30還可以包括相應(yīng)的電阻和電容(例如如圖2所示)以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。在圖2的示例中,中間電路單元30包括有運(yùn)算放大器、三極管、電阻器R、Rs以及電容C等元件,其可以保證輸出端32的輸出電流(或電位)與輸入端31的電位成增函數(shù)關(guān)系。在圖2的示例中,中間電路單元30配置成使得所述電阻器Rs的上端節(jié)點(diǎn)的電位與所述輸入端31的電位大致相等,例如兩者電位相差10%以內(nèi)。這有助于通過(guò)溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23對(duì)流過(guò)發(fā)光二極管11的電流進(jìn)行控制。作為示例,所述電阻器Rs的上端節(jié)點(diǎn)的電位與所述輸入端31的電位可以相差1%以內(nèi)。
用于使兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的電位具有上述關(guān)系的具體電路在本領(lǐng)域中是已知的,不限于圖2所示的結(jié)構(gòu)。
在一示例中,發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的兩端分別具有第一節(jié)點(diǎn)13和第二節(jié)點(diǎn)14,且第一節(jié)點(diǎn)13具有比第二節(jié)點(diǎn)14更高的電位,所述中間電路單元30的輸出端32與所述第二節(jié)點(diǎn)14電連接。在圖2的示例中,中間電路單元30的輸出端32即是與發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的低壓端(第二節(jié)點(diǎn)14)電連接。然而,本發(fā)明的 實(shí)施例不限于此。在另外的示例中,所述中間電路單元30的輸出端32也可以與發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的高壓端(即第一節(jié)點(diǎn)14)電連接。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的溫度自適應(yīng)控制電路100”,其中,中間電路單元30包括一個(gè)電流控制電路(如圖6中的矩形框表示),其輸出端32的電流(或電位)可以與輸入端31的電位成增函數(shù)關(guān)系,即輸出端32的電流(或電位)隨著輸入端31的電位的增大而增大,隨其減小而減小。這樣的電流(或電位)控制電路,可以是集成電路形式,也可以是分立電路的形式,本身是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。在圖6所示的實(shí)施例中,該電流控制電路的輸出端(即中間電路單元30的輸出端32)與發(fā)光二極管負(fù)載電路單元10的高壓端(即第一節(jié)點(diǎn)14)電連接。借助于這種電路結(jié)構(gòu),同樣可以實(shí)現(xiàn)溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23對(duì)流過(guò)發(fā)光二極管11的電流進(jìn)行控制。
在一示例中,溫度自適應(yīng)電路單元20還可以包括:第一電阻27,所述第一電阻27與所述正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22串聯(lián);和第二電阻24,所述第二電阻24與串聯(lián)在一起的第一電阻27、正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22并聯(lián)以形成并聯(lián)電路單元40,如圖2所示。第一電阻27和第二電阻24可以用于調(diào)整流過(guò)LED的電流的上升或下降斜率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要選取(如供電電壓、LED工作電流區(qū)間、正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值范圍等等),例如,第一電阻27和第二電阻24可以在1千歐~100千歐之間取值,也可以取值為幾十、幾百甚至幾歐姆。作為示例,所述溫度自適應(yīng)電路單元20還可以包括第三電阻25和電容26,所述第三電阻25和電容26并聯(lián)之后再與所述并聯(lián)電路單元40串聯(lián)。第三電阻25可以用于調(diào)節(jié)溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23的基礎(chǔ)電位,電容26可以用于去除交流干擾信號(hào)。關(guān)于溫度自適應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)23的電位與上述各個(gè)電阻元件的關(guān)系可以根據(jù)歐姆定律、串并聯(lián)電阻計(jì)算等本領(lǐng)域已知的知識(shí)而確定。
在一示例中,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻21的居里溫度位于發(fā)光 二極管11的預(yù)定工作溫度和預(yù)定過(guò)熱溫度之間。這樣有助于使在發(fā)光二極管11的預(yù)定工作溫度下其電流保持溫度上升的趨勢(shì),而在到達(dá)或接近預(yù)定過(guò)熱溫度時(shí)其電流可以開始下降。其中,該預(yù)定工作溫度可以是發(fā)光二極管11的期望工作溫度,例如室溫。所述預(yù)定過(guò)熱溫度可以根據(jù)具體的需要來(lái)設(shè)定,通常要小于發(fā)光二極管11所能承受的最大溫度。
作為示例,溫度自適應(yīng)電路單元20可以配置成使得所述正溫度系數(shù)熱敏電阻21和所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和在溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之前隨溫度升高而減小,而在溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之后隨溫度升高而增大。該預(yù)定過(guò)熱溫度在圖5的示例中為曲線的峰值。
作為示例,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻21和所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和在溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之前隨溫度升高而減小的變化的斜率可以小于在溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之后隨溫度升高而增大的變化的斜率。這意味著,在溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之前,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻21和所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和隨溫度的上升是相對(duì)平緩的,而在溫度自適應(yīng)電路單元20的溫度達(dá)到預(yù)定過(guò)熱溫度之后,所述正溫度系數(shù)熱敏電阻21和所述負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和隨溫度的下降是相對(duì)急劇的。這對(duì)于實(shí)現(xiàn)前述的光強(qiáng)補(bǔ)償功能和過(guò)熱保護(hù)功能都是有利的。
在上述實(shí)施例中,流過(guò)發(fā)光二極管11的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和滿足減函數(shù)關(guān)系,但本發(fā)明的實(shí)施例不限于此。例如,流過(guò)發(fā)光二極管11的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和也可以滿足增函數(shù)關(guān)系,在這種情況下,可能需要采用與上述實(shí)施例中不同的電路結(jié)構(gòu)。比如,如果將圖1的示例中的正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22與發(fā)光二極管負(fù)載電路單元的串聯(lián)方式改為并聯(lián)方式,則可以使流過(guò)發(fā)光二極管11的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和成增函數(shù)關(guān) 系。在這種情況下,正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的作用將與上述實(shí)施例中相反,但也能夠?qū)崿F(xiàn)前述的光強(qiáng)補(bǔ)償功能和過(guò)熱保護(hù)功能。實(shí)際上,只要流過(guò)發(fā)光二極管11的電流與正溫度系數(shù)熱敏電阻21和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻22的電阻值之和滿足函數(shù)關(guān)系,就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明構(gòu)思。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溫度自適應(yīng)控制電路100、100’、100”,組合利用了正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的特性,能夠?qū)崿F(xiàn)前述的光強(qiáng)補(bǔ)償功能和過(guò)熱保護(hù)功能,并且,其具有比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),不需要采用微控制器等計(jì)算裝置來(lái)進(jìn)行控制。這也有助于降低成本和提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
本發(fā)明還提供了一種照明和/或信號(hào)指示裝置。該照明和/或信號(hào)指示裝置可以包括如上述任一實(shí)施例所述的用于發(fā)光二極管的溫度自適應(yīng)控制電路100、100’、100”。
雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明,但是附圖中公開的實(shí)施例旨在對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示例性說(shuō)明,而不能理解為對(duì)本發(fā)明的一種限制。
雖然本發(fā)明總體構(gòu)思的一些實(shí)施例已被顯示和說(shuō)明,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解,在不背離本總體發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的情況下,可對(duì)這些實(shí)施例做出改變,本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求和它們的等同物限定。